Δειτε ποιο ειναι το πειραμα που τρελανε τους θεωρητικους φυσικους

00:01 25/7/2016 - Πηγή: Fimotro

Ως τώρα γνωρίζουμε πως υπάρχουν μόλις τέσσερις διαφορετικοί τρόποι αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωματιδίων. Η βαρυτική, η ηλεκτρομαγνητική, η ισχυρή και η ασθενής δύναμη. Ενας από τους μεγαλύτερους στόχους των...
θεωρητικών φυσικών, είναι η ενοποίηση αυτών των τεσσάρων δυνάμεων. Κάτι που φαντάζει πραγματικά δύσκολο!

Η αρχή έγινε με τον Μάξγουελ, ο οποίος συνέδεσε τον ηλεκτρισμό με τον μαγνητισμό, για να τα συνθέσει σε μία λέξη. Εκτοτε, η ηλεκτρομαγνητική και η ασθενής δύναμη δημιούργησαν την «ηλεκτρασθενή», αλλά μόνο σε χαμηλά επίπεδα ενέργειας. Τόσο για τη βαρυτική όσο και για την ισχυρή

αλληλεπίδραση όμως, δεν έχουν ακόμα βρεθεί οι κρίκοι που θα τις ενώσουν με την υπόλοιπη αλυσίδα. Πόσω μάλλον για μια... άγνωστη αλληλεπίδραση.

Οι Ούγγροι, οι Αμερικάνοι και το πείραμα που... αναγεννήθηκε

Πάνω λοιπόν που οι φυσικοί εξετάζουν θεωρίες, όπως η Θεωρία των Χορδών, που θα μπορούσαν να ενώσουν την βαρύτητα με τις υπόλοιπες δυνάμεις, κάποια παράξενα πειραματιά αποτελέσματα που βρέθηκαν στο τμήμα πυρηνικών ερευνών της Ουγγρικής Ακαδημίας Επιστημών, υποδεικνύουν πως μπορεί και να υπάρχει και... πέμπτος κρίκος!

Ηδη από το 2015, ο επικεφαλής της έρευνας Attila Krasznahorkay μαζί με τους συνεργάτες του είχαν δημοσιεύσει τα πολύ ενδιαφέροντα αποτελέσματα των μελετών τους στο arXiv (ιστοσελίδα όπου γίνονται σχεδόν όλες οι προ-δημοσιεύσεις των σημαντικών επιστημονικών αποτελεσμάτων). Οι ουγγρική ερευνητική ομάδα υποστήριξε την ύπαρξη ενός πολύ ελαφριού μποζονίου, το οποίο είναι μόλις 34 βαρύτερο από ένα ηλεκτρόνιο. Οι χρήστες του arXiv ωστόσο αγνόησαν την δημοσίευση, την οποία θεώρησαν... τρελή!

Τον περασμένο Ιανουάριο όμως, έγινε η επίσημη δημοσίευση της έρευνας στο «Physical Review Letters», αναζωπυρώνοντας το ενδιαφέρον. Μια ομάδα αμερικανών θεωρητικών φυσικών αποφάσισε να εστιάσει και να εμβαθύνει πάνω στο περίεργο πειραματικό αποτέλεσμα. Προς έκπληξη όλων, οι φυσικοί συμπέραναν πως η υπόθεση των Ούγγρων είναι συμβατή με τα προηγούμενα πειραματικά αποτελέσματα και ως εκ τούτου δεν μπορεί να απορριφθεί. Αντιθέτως, μπορεί να σημαίνει την ύπαρξη της πέμπτης θεμελιώδους δύναμης της φύσης!

«Η πρόταση αυτή είχε αγνοηθεί, περνώντας στην αφάνεια, όμως εμείς την επαναφέραμε, καταλλήγοντας πως μπορεί να είναι πολύ σημαντική» στήριξε ο Jonathan Feng από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, που ήταν από τους επικεφαλής της μελέτης.

«Σκοτεινό» φωτόνιο ή... πανάλαφρο μποζόνιο; - Οι δύο υποθέσεις για την 5η δύναμη

Το ενδεχόμενο ανίχνευσης μιας νέας δύναμης είναι κάτι που μπορεί να προσελκύσει το ενδιαφέρον του κάθε φυσικού. Τί πιο σημαντικό από την απόδειξη μιας νέας μορφής αλληλεπίδρασης; Αν λοιπόν το πείραμα των Ουγγρων ήταν ένα μεμονωμένο «πυροτέχνημα» στο οποίο δεν έδωσε κανείς σημασία, η επιβεβαίωση του (ή μάλλον η μη απόρριψη του) από ένα σύνολο αναγνωρισμένων θεωρητικών φυσικών, ήταν ικανή να στρέψει σε κοινή κατεύθυνση τα βλέμματα των επιστημόνων.

Δεν είναι άλλωστε η πρώτη φορά που κάποιος ισχυρίζεται την ύπαρξη μιας νέας δύναμης. Αυτή η φορά όμως είναι μια από τις λιγοστές όπου η θεωρία «στέκει» θεωρητικά. Η αδυναμία του Καθιερωμένου Πρότυπου (που περιγράφει τα δομικά συστατικά της ύλης αλλά και τις μορφές αλληλεπίδρασης) να εξηγήσει την σκοτεινή ύλη, έχει βάλει ένα μεγάλο ερωτηματικό πάνω από την καθολική εγκυρότητα του. Φαίνεται πως κάτι λείπει από την βασικότερη θεωρία της φυσικής. Αρκετοί θεωρητικοί μιλούν για την ύπαρξη «σκοτεινών φωτονίων», όμως για αυτό δεν υπάρχει η παραμικρή ένδειξη.

Ο Krasznahorkay σε δηλώσεις του εξήγησε πως η ομάδα του ψάχνει για αυτή την ένδειξη. Μάλιστα, ο Ούγγρος φυσικός εξήγησε πως η ομάδα του έχει επιχειρήσει το πείραμα πάρα πολλές φορές τα προηγούμενα τρία χρόνια, εξαφανίζοντας την περίπτωση πειραματικού λάθους. Ωστόσο, αρκετοί οργανισμοί σκέφτονται να εκτελέσουν το ίδιο πείραμα μέσα στον επόμενο χρόνο, για την περαιτέρω επαλήθευση του.

Την ώρα όμως που η ομάδα του Krasznahorkay προσπαθεί να ταυτίσει το νέο σωματίδιο με το «σκοτεινό φωτόνιο», η Αμερικανοί θεωρητικοί φυσικοί έχουν εστιάσει αλλού. Υποστηρίζουν πως το νέο σωματίδιο μπορεί να είναι ένας πολύ ιδιαίτερος τύπος μποζονίου (protophobic X boson), ικανός να ασκήσει δυνάμεις εξαιρετικά μικρής εμβέλειας. Σύμφωνα με τον Feng, αυτή είναι η πιο πιθανή ταυτότητα του νέου σωματιδίου.

Είναι όμως αυτή η πραγματική ταυτότητα του; Κι αν είναι, η δύναμη που προτείνει η ομάδα του Feng είναι μια νέας μορφής αλληλεπίδραση, ή απλώς μια ιδιαίτερη μορφή μιας ήδη υπάρχουσας; Η πρόταση των Αμερικανών θεωρητικών έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον πολλών, αλλά ταυτόχρονα έχει γίνει και αντικείμενο αυστηρής κριτικής.

Δεν είναι λίγοι οι φυσικοί που απορρίπτουν τους ισχυρισμούς του Feng και των συνεργατών του. Ελάχιστοι είναι όμως αυτοί που απορρίπτουν καθολικά την εγκυρότητα του πειράματος. Χαρακτηριστικές είναι οι δηλώσεις του Jesse Thaler, θεωρητικού φυσικού στο MIT.

«Αν προσπαθούσα να προσθέσω μια νέα δύναμη στο Καθιερωμένο Πρότυπο, σίγουρα δεν θα το έκανα με αυτόν τον τρόπο» τόνισε. Ωστόσο δεν παρέλειψε να προσθέσει πως τα νέα δεδομένα είναι πολύ σημαντικά. «Ισως αυτή να είναι η πρώτη μας ματιά στην φυσική που υπάρχει πέρα από το ορατό σύμπαν» συμπλήρωσε.